颜色表达实验（一文解决颜色描述问题）

一文解决颜色描述问题

万物皆有颜色。

物体拥有对不同波长光线吸收、反射和透射的能力，这种能力将一部分光线反射到人眼中，经过大脑处理便形成颜色。因而，数以亿计的客观物体在光的照耀下，构成一个五彩斑斓的世界。

在牙牙学语的阶段，我们常被长辈教识颜色，红橙黄绿青蓝紫等等，我们以为这就是全部。Too young too naive！长大后，无论是美妆店层出不穷的色号、珠宝店琳琅满目的宝石品种，还是对研究对象的客观描述让你又犯了难：明明都是红色，为什么不一样？

不太好分的样子emm

Rutter et al.，1991

好像都是棕色（brown），又好像有些不同

显然，单纯用口语化的形容词无法客观准确地描述颜色，更无法进行交流讨论。有一些人就想到用代号和数字单位对色彩进行区分，即所谓的“色彩体系”。

在讲色彩体系之前，首先要明确几个概念：

·明度就是色彩明暗程度的体现，具体来说，明度最高的是白色，明度最低的是黑色。这一概念取决于物体的照明程度和表面反射能力。

·饱和度，也叫纯度，是色彩鲜艳程度的表征。举个例子，现在有一杯盛有红色染料的溶液，我们不断往溶液中加清水，可以看到颜色在慢慢变浅变淡，这就是饱和度（纯度）逐渐下降的直观体现。

从外到内，纯度逐渐下降

·色彩体系和色立体：根据不同明度、色相、纯度的特性，将成千上万的色彩按—定的规律和秩序排列，并加以命名，这称之为色彩体系。色彩体系借助三维空间表达这些属性之间的关系，即色立体。形象一点，色立体就类似于地球，两极一般表示明度，赤道是色相环的体现，而从地核-地幔-地壳的过程中，颜色饱和程度越大，即纯度越大。

·色相环：色相的颜色依序排列成环状。在色彩体系中的作用可以理解为体系的基础颜色库。

四种常见色相环

目前常用的色彩体系主要有德国的Ostwald色彩体系、瑞典色彩中心的NCS色彩体系、美国的Munsell色彩体系和日本色研所的P.C.C.S（Practical Color co-ordinate System）色彩体系。

来自黄茜&陈飞虎，2019

Ostwald作为元老级的色彩体系，早在1919年就由德国化学家Friedrich Wilhelm Ostwald发表（热知识，这位Ostwald曾以“在催化作用与化学平衡和反应方面的工作，以及由氨制硝酸的方法”获得1909年诺贝尔化学奖，我们大学化学中提到的“奥斯特瓦尔德稀释定律”就是此人的杰作之一）。

二十四色相环

这一色彩体系主要根据画家的调色原理，以红、绿、黄、蓝和四间色共八种颜色为基色，将每色三等分，组合成二十四色相环。接着，以纯色F、黑色B和白色W作为变量构成等边三角形（每边的色块占比按倍数增加，共8级，以a，c，e，g，i，l，n，p表示特定含量的白色和黑色，即明暗），只要赋值给F，B，W，且满足W B F=100(%)，就可以定量得到具体的颜色。

该色系的色彩表示符号为“色相号 含白量 含黑量”，如浅蓝色16ga表示：含色相为16的蓝色67%（100-g-a=67%），含白量22%（g），11%的含黑量（a）。即Ostwald色彩体系对色彩的赋值公式为“纯色 白色 黑色”。

Ostwald色彩体系

显然，以成比例的增加白色/黑色的成分，并不能囊括所有的颜色。换句话说，我们无法得到全黑和全白的颜色——这一体系的黑不是全黑，含3.5%的白。白也不是全白，有11%的黑。显然，无论是色域还是颜色数量上都受到了限制。

Ostwald色彩体系的色立体等色相面

（仔细看看，full color处的颜色是不是也没想象得那么纯？）

这种限制本质上是对数学公式的过度依赖造成的局限。那么，摒弃公式，单纯凭肉眼感知是不是会更佳？

瑞典色彩中心在Ostwald色彩体系基础上对等色相面的颜色明暗划分进行调整，从由公式等比例决定到由感觉判别，称为“NCS”色彩体系。这一颜色体系将人感知到的颜色变化作为创建色系的基础（这一体系的颜色分布看起来更舒服渐变，正是因为其凭感觉分级，更接近人对颜色的认知）。

NCS色彩体系的色立体等色相面

NCS色彩体系的色彩空间如两个圆锥相扣，顶端为白色，底端为黑色，中间周长最大的横截面是不含黑白色的纯彩色圆环，以黄、红、蓝、绿为四角，两两之间各等分100级，合计400级色相，每10阶表示在色相环中。加上100级饱和度和100级明度，这一体系涵盖了1950个标准色卡，属实是各体系之最。

NCS体系色立体

NCS色彩体系对颜色的表征可以做如下解读。以瑞典国旗的蓝色为例，其NCS色编号为S 4055-r95b。其中，S表示参照的是NCS的第二版本（second edition），4055表示纯黑占40%，纯彩色占55%；在色相环中可以看到，R95B表示含有95%B（蓝色） 5%R（红色）。

瑞典国旗的蓝色色号用NCS色彩体系表示为

S 4055-R95B

NCS色相环

和上述的Ostwald色彩体系与NCS色彩体系类似，日本色研所的PCCS色彩体系也以红、绿、黄、蓝四色作为基本色，在NCS完全对称的颜色布置上做了细微调整，通过确定四种基本色补色的位置填充色相环，使间隔的颜色之间色差保持一致。

PCCS色相环

PCCS色彩体系一般对颜色描述为“色相-明度-彩度”的形式。比如“8:Y-8.0-9S”就表示色相为8Y，明度为8.0，纯度为9S的颜色，对应到色卡中，应是一种颜色浓度看起来不低的浅黄色。

除此之外，PCCS还提出了色调的概念，是颜色纯度和明度的复合表征，以不同的色调对应不同的心理感受，在需要色彩搭配的时尚行业和色彩教育行业等行业中应用较多。

PCCS色调

实际上，应用范围最广的是Munsell色彩体系。比如土壤描述、宝石颜色评估等和地质相关的色彩应用，均是Munsell体系在大展身手。我们常见的如“10Y9/6”即是明度为9，纯度为6的10号黄色。显然，Munsell色彩体系的色值表示方法为“色相序号 明度/纯度”。

Munsell色彩体系色相环

和上面介绍的三种体系不同，Munsell体系以十种颜色作为基色，包括红R，黄Y，绿G，蓝B，紫P，加入间色YR，GY，BG，PB和RP。每种色相分为10级，共有100种色相。然而，实际的颜色并不能都做出10级颜色，因此常见色卡为2.5、5、7.5和10数值的色相。此外，该体系在明度上划分为11级，在饱和度上有30级的划分。然而，由于不同色相的明暗程度不同，最高纯度距离中心轴的远近也不同，因此Munsell色立体呈现不对称结构（合计有1737种色卡）。

Munsell色彩体系和PCCS色彩体系的色立体图

由于PCCS也借鉴了一些Munsell的思路，从色立体图上看，二者颇为相似，均在不同纯色相明度值有差异。二者的差异在于Munsell体系在不同色相的最高纯度值不同，比如10YR的最高纯度值为14，而2.5B色相的最高纯度值为8。这种不同最高纯度值是Munsell体系以人感受为标准的贯彻。而PCCS单纯以色彩的数值作为标准，因此可以得到同样纯度值的最大值。

两种色彩体系的等色相，差异不小

在使用色彩体系时，一般要求在某一范围的特定光下进行标准色卡的比较。对于颜色的评判，一般会有2-3名专业的人员独立评级，最后综合考量结果给出颜色级别。回想起两三年前做评估时找色卡的狼狈模样，真是忍俊不禁。

最后，我们再复习一下不同色彩体系的表达方式：

了解这一切，想必你便可以安之若素地笑对女朋友提出的各种颜色问题，过个好年（手动狗头）

（小天使链接：可以利用这个颜色的小工具查颜色https://www.colortell.com/colorspeed）

参考文献

Rutter, Nat; Ding Zhongli; Evans, M.E.; Liu Tungsheng. Baoji-type pedostratigraphic section, Loess Plateau, north-central China[J]. Quaternary Science Reviews, 1991,10(1):1–22.

林仲贤. 颜色视觉心理学[M]. 北京: 北京人民大学出版社, 2011.

李萧锟. 色彩学讲座[M]. 桂林: 广西师范大学出版社, 2003.

黄茜,陈飞虎.四大色彩体系对比分析研究[J].包装工程,2019,40(08):266-272.

美编：卢阳阳

校对：张腾飞 姜雪蛟

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